轉SbPIP1基因小麥的農藝性狀調查

余桂紅， 邢錦城， 馬鴻翔， 周淼平， 姚金保

(1.江蘇省農業科學院，江蘇省農業生物學重點實驗室,江蘇南京 210014；2.江蘇沿海地區農業科學研究所, 江蘇鹽城 224002)

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轉SbPIP1基因小麥的農藝性狀調查

余桂紅1， 邢錦城2， 馬鴻翔1， 周淼平1， 姚金保1

(1.江蘇省農業科學院，江蘇省農業生物學重點實驗室,江蘇南京 210014；2.江蘇沿海地區農業科學研究所, 江蘇鹽城 224002)

[目的] 篩選適合江蘇沿海灘涂種植的耐鹽轉基因小麥。[方法] 比較7個轉SbPIP1基因小麥株系在江蘇大豐市灘涂種植的株高、穗長、高峰苗、單株有效穗數和千粒重等8個農藝性狀。[結果] S4、S5和S6這3個轉基因株系至少在4個或以上農藝方面的表現均居于7個檢測株系的前3位。[結論] S4、S5和S6這3個株系在江蘇沿海灘涂具有較好的生長適應性。

小麥;SbPIP1基因; 沿海灘涂; 農藝性狀

一般農作物在鹽堿化土壤上生長不良，在重度鹽堿地上幾乎不能生長。目前我國有3 300余萬hm2的土地鹽堿化，超過670萬hm2的耕地鹽堿化，有2 000萬hm2的鹽堿化荒地待開墾利用[1]。沿海灘涂是鹽堿化荒地的一部分，其中江蘇省沿海灘涂面積占全國海岸灘涂總面積的 1/4 左右，居全國首位，總面積達68.7萬hm2[2]。培育適合在江蘇沿海灘涂種植的耐鹽堿小麥具有重要的意義，通過轉入外源耐鹽基因提高植物的耐鹽性是培育耐鹽植物的重要途徑之一。余桂紅等[3]通過轉入鹽生植物海蓬子的細胞質膜水通道蛋白基因(SbPIP1基因)獲得了發芽期耐鹽性提高的轉SbPIP1基因小麥。通過逐世代的分子檢測獲得了高代(T6代)純合的轉SbPIP1基因小麥株系，對轉SbPIP1基因小麥株系在江蘇省大豐市沿海灘涂申報了安全檢測的中間試驗。為了鑒定轉SbPIP1基因小麥株系在江蘇沿海灘涂種植的適應性，對7個轉基因株系(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7)和轉化受體寧麥13(CK)的部分農藝性狀進行了調查，篩選適宜在該地區種植的轉基因株系。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地位于江蘇省鹽城市大豐市金海農場(120.49°E、32.59°N)，其為農業部農業轉基因生物安全管理辦公室備案的“轉SbPIP1基因抗逆小麥S1等在江蘇省的中間試驗”的試驗地點。試驗地位于灘涂淤積平原, 屬亞熱帶濕潤氣候，四季分明，雨水充沛，光照充足。

1.2 材料 選用高代(T6代)純合的轉SbPIP1基因小麥株系和轉化受體寧麥13(CK)作為研究材料。

1.3 試驗設計與方法 試驗采用隨機區組設計，3次重復，每重復每株系種植5行，行寬1 m, 株行距為25.0 cm×2.5 cm，四周設有保護行，土壤鹽含量約3 g/kg。試驗地田間管理和病蟲害防治參照常規小麥種植進行。

1.4 測定指標與方法 測定指標有株高、基本苗、高峰苗、單株有效穗數、穗長、單穗總小穗數、單穗不孕小穗數和千粒重共8個，調查方法參照江蘇省麥類新品種中間試驗進行。基本苗為三葉期以前統計行長1 m的苗數；高峰苗為拔節前分蘗數達到最高峰時統計行長1 m的分蘗數。

2 結果與分析

2.1 株高 由表1可知，7個轉基因株系的株高為68.25～80.68 cm，平均株高為74.02 cm, CK為67.31 cm，7個轉基因株系的株高均高于CK，其中株高最高的株系為S5(80.68 cm)。研究表明在不倒伏的前提下，適當提高稻麥等農作物的株高，可以提高產量[4]。

2.2 基本苗和高峰苗 在播種量一樣的前提下，基本苗主要與不同品種(系)在田間的發芽率和幼苗期對逆境的抗性有關。在7個轉基因株系中，只有2個株系的基本苗高于CK，其余5個株系的基本苗均低于CK。高峰苗對產量的影響要大于基本苗。由表1可知，在7個株系中有2個株系(S1、S3)的高峰苗低于CK，其余5個株系均高于CK，高峰苗最高的株系是S5(259株/行)，其次是S4(225株/行)。

2.3 單株有效穗數 單株有效穗數是衡量小麥品種(系)增產潛力的重要指標之一。由表1可知，7個轉基因株系的單株有效穗數為3.30～5.80穗/株，CK為3.85 穗/株，有4個株系的單株有效穗數低于CK，3個株系的單株有效穗數高于CK，分別為S4、S5、S6。2.4 穗長 由表2可知，7個轉基因株系的穗長為8.16～10.13 cm，平均穗長為8.74 cm, CK為7.98 cm，7個轉基因株系的穗長均高于CK，其中穗長最長的株系為S5(10.13 cm)。

表1 7個轉SbPIP1基因小麥株系的株高、基本苗、高峰苗和單株有效穗數

表2 7個轉SbPIP1基因小麥株系的穗部性狀和千粒重

2.5 單穗總小穗數和單穗不孕小穗數 7個轉基因株系中有1個株系(S2)的單穗總小穗數低于CK，其余6個株系的單穗總小穗數均高于CK，單穗總小穗數最高的株系是S4(34.80個/穗)；在單穗不孕小穗數方面，CK是2.10個/穗，有2個株系(S7、S1)的單穗不孕小穗數高于CK，其余5個株系的單穗不孕小穗數低于CK；單穗結實小穗數為單穗總小穗數減去單穗不孕小穗數，結果發現單穗結實小穗數較高的3個株系分別是S5、S4、S7，CK的單穗結實小穗數為29.90個/穗。

2.6 千粒重 7個轉基因株系的千粒重為37.24～42.95 g，平均千粒重為40.39 g,CK為36.71 g，7個轉基因株系的千粒重均高于CK，其中千粒重較重的株系有S5(42.95 g)、S6(42.86 g)、S1(40.33 g)。

3 結論

綜合分析7個轉基因株系的表現發現：S5在株高、高峰苗、單株有效穗數、穗長、單穗結實小穗數和千粒重6個性狀方面的表現均居于7個檢測株系的前3位；S4在株高、高峰苗、單株有效穗數、穗長和單穗結實小穗數5個性狀方面的表現均居于7個檢測株系的前3位；S6在高峰苗、單株有效穗數、穗長和千粒重4個性狀方面的表現均居于7個檢測株系的前3位。總體來看，S4、S5和S6這3個株系在鹽堿地上具有較好的生長適應性，為轉SbPIP1基因小麥在江蘇沿海灘涂環境釋放的理想材料，適宜選留用作進一步研究。

[1] 翁躍進, 陳道明.小麥耐鹽基因的標記和標記的克隆[J].遺傳學報,2002,29(4):343-349.

[2] 王軍，李萍.江蘇沿海地區菊芋高產栽培技術[J].長江蔬菜,2013(17):22-23.

[3] 余桂紅, 孫曉波, 張旭, 等.轉SbPIP1基因小麥植株的獲得及發芽期耐鹽性鑒定[J].分子植物育種，2012, 10(4): 398-403.

[4] 徐建軍，陸銘昌，金菊花，等.14個水稻新品種在上海市松江區的種植表現[J].中國稻米，2014，20(5)：87-89.

Investigation on Agronomic Traits ofSbPIP1-Transgenic Wheat

YU Gui-hong1, XING Jin-cheng2, MA Hong-xiang1et al

(1.Key Laboratory of Agrobiology，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014; 2.Institute of Agricultural Sciences in Coastal Area of Jiangsu，Yancheng, Jiangsu 224002)

[Objective] To screen salt tolerant transgenic wheat suitable for planting on the coastal area of Jiangsu Province.[Method] 8 agronomic traits such as plant height, ear length, etc. of 7SbPIP1-transgenic wheat lines in Dafeng Area of Jiangsu Province were compared.[Result] The transgenic lines S4, S5and S6displayed the top three at least 4 or more traits among the 7 detected lines.[Conclusion] The transgenic lines S4, S5and S6have good growth adaptability in the coastal area of Jiangsu Province.

Wheat;SbPIP1 gene; Coastal area; Agronomic traits

轉基因生物新品種培育重大專項(2014ZX0800205B)。

余桂紅(1971- ),女,湖北隨州人，研究員,博士，從事小麥遺傳育種研究。

2016-09-14

S 512.1

A

0517-6611(2016)32-0027-02